CXEMATEKA.RU, © 2016 | Войти/Зарегистрироваться | In English

ZX Spectrum «Ленинград 48к» - сборка, наладка, увеличение памяти, доработки, схемы, видео

Автор: Константин Айги (CXEMATEKA.RU)


«То, что не удаётся запрограммировать на ассемблере, приходится паять» (http://bash.im/quote/398169)

Когда-то «ZX Spectrum» стал одним из моих первых персональных компьютеров. На нём я постигал азы программирования – от бейсика до ассемблера. И тут уместно будет вспомнить народную мудрость: «То, что не удаётся запрограммировать на ассемблере, приходится паять». Поэтому параллельно я подробно изучал схематехнику компьютера «ZX Spectrum». И так, постепенно, хобби переросло во вполне профессиональную деятельность в составе группы спектрумистов «FFC Computers». Я занимался тогда русификацией игр, дискетированием «ленточных» программ, ремонтом и доработкой Спектрумов (1995-1997 гг.)

За три года профессиональной деятельности в этой сфере через мои руки прошло огромное количество клонов Спектрума. Приносили в ремонт и другие компьютеры, но всё же Спектрумов было подавляющее большинство. И даже однажды мне довелось подключать отечественный контроллер дисковода к фирменному Спектруму 128k (тогда это была большая редкость).

С тех пор у меня сохранилось огромное количество документации к различным клонам Спектрума, сопутствующим устройствам, и к другой компьютерной технике распространенной в то время. Ну и кое-какое железо экзотическое сохранилось )

Начиная с этой публикации, постепенно буду делиться накопленной информацией. Думаю, многое будет полезно поклонникам Спектрума, да и не только )

«Как сделать компьютер? | Building ZX Spectrum 128k clone + Beta Disk Interface + AY-3-8910 (YM2149F)»

Как-то нашел у себя сразу несколько оригинальных плат популярнейшего клона Спектрума – «Ленинград 48k». И тогда я решил непременно собрать эту систему с полным апгрейдом до версии 128k с контроллером дисковода и, разумеется, музыкальным сопроцессором. Весь этот процесс я заснял на видео (смотрите выше) с подробными комментариями. Ниже привожу схемы, по которым работал и подробный план апгрейда.

Принципиальная схема компьютера «Ленинград 48k»

Вариант 1:

Источник: http://sblive.narod.ru/

Вариант 2:

Источник: http://zxbyte.ru/

Вариант 3:

Источник: http://micronc.ru/

Монтажная схема компьютера «Ленинград 48k»

Монтажная схема:

Источник: http://sblive.narod.ru/

Схема на просвет адаптированная для печати:

Источник: http://sblive.narod.ru/

Увеличение памяти компьютера «Ленинград 48k» до 128k

Схема увеличения памяти и коррекции дешифрации портов ввода-вывода
для импортной памяти 41256 DRAM, регенерация в 256 циклов:

Схема увеличения памяти и коррекции дешифрации портов ввода-вывода
для отечественной памяти 565РУ7, регенерация в 512 циклов:

Схема увеличения памяти и коррекции дешифрации портов ввода-вывода
при использовании двух линеек памяти 565РУ5:

Для всех доработок используем 7 дополнительных микросхем:

eD1 - К555(1533)ТМ9 (устанавливается поверх D31)
eD2 - К555(1533)КП11 (устанавливается поверх D30)
eD3 - К555(1533)ЛЕ1 (устанавливается поверх D2)
eD4 - К555(1533)ЛА3 (устанавливается поверх D40)
eD5 - К555(1533)ЛЛ1 (устанавливается поверх D34)
eD6 - К555(1533)ЛИ1 (устанавливается поверх D8)
eD7 - К555(1533)ЛЛ1 (устанавливается поверх D13)

План соединений при апгрейде памяти (41256 DRAM, регенерация в 256 циклов):
01. eD1-1 -> D20-26 (RESET)
02. eD1-2 -> eD2-2
03. eD1-5 -> eD2-11
04. eD1-7 -> eD2-14
05. eD1-15 -> eD3-8
06. eD1-9 -> eD3-10
07. eD1-3 -> D32-12 (D0)
08. eD1-4 -> D32-15 (D1)
09. eD1-6 -> D32-16 (D2)
10. eD1-11 -> D32-19 (D3)
11. eD1-13 -> D32-2 (D4)
12. eD1-14 -> D32-5 (D5)
13. eD1-10 -> D17-13 (2-й экран) – отрезать от земли
14. eD1-12 -> eD7-2 (Выбор ПЗУ 128k)
15. eD7-1 -> D1-10 -> eD7-10 (Выбор TR-DOS инвертированный)
16. D1-11 -> через 10к к +5B
17. D1-11 -> D29-1 (отрезать от +5B)
18. eD7-3 -> D29-27 (отрезать от +5B)
19. eD2-3 -> eD2-13
20. eD2-13 -> eD4-4 -> D10-11 (A14)
21. eD2-10 -> eD4-5 -> eD3-3 -> D10-12 (A15)
22. eD2-15 -> D33-8 (GND)
23. eD2-1 -> eD4-6
24. eD2-4 -> D16-10 (отрезать от A14)
25. eD2-9 -> D16-13 (отрезать от A15)
26. eD2-12 -> eD5-12
27. eD3-1 -> eD4-1
28. eD3-2 -> D41-9 (A1)
29. eD3-4 -> eD4-2
30. eD3-5 -> D14-12 (WR)
31. eD3-6 -> D14-13 (OUTIORQ)
32. eD3-9 -> eD4-3
33. eD5-13 -> D3-2 (H1)
34. eD5-11 -> D21-1...D28-1 (41256 DRAM)
35. eD5-10 -> D10-13
36. eD5-9 -> D9-8 (WE)
37. eD5-8 -> D21-3...D28-3 (41256 DRAM) - отрезать от D9-8

Для соединений я использовал провод МГТФ 0.12. Термостойкая оплетка сохраняет провода в целости при плотном монтаже, а небольшое сечение провода позволяет легко перекидывать соединения со стороны пайки на сторону монтажа деталей через любые свободные отверстия на печатной плате, как показано на фото:

Другие доработки компьютера «Ленинград 48k»

Схема доработок:

1. Стабилизация тактового генератора
2. Нормализация строчной развертки (для кварца частотой 14000 КГц)
3. Стабилизация кадровой развертки
4. Корректировка прорисовки линий (дуги, окружности и т.п.)
5. Установка ПЗУ 27C512
6. Доработка сигнала INT

Схема подключения контроллера XT-клавиатуры Profi:

Схема «читалки» с магнитофона на К554СА3:

Источник: http://service4u.narod.ru/

Этапы сборки, немного фоток

Оригинальная плата «Ленинград 48k» 1988:

Оригинальная плата «Ленинград 48k» 1988

«Ленинград 48k» в сборе:

«Ленинград 48k» в сборе:

«Ленинград 48k» с контроллером XT-клавиатуры Profi:

«Ленинград 48k» с контроллером XT-клавиатуры Profi

«Ленинград 128k» в сборе:

«Ленинград 128k» в сборе

«Ленинград 128k» с контроллером дисковода и музыкальным сопроцессором:

«Ленинград 128k» с контроллером дисковода и музыкальным сопроцессором

«Ленинград 128k» с контроллером дисковода, музыкальным сопроцессором и дисководами:

«Ленинград 128k» с контроллером дисковода, музыкальным сопроцессором и дисководами

Кстати, недавно копаясь в ворохе старого железа и документации, нашел совсем уж экзотическую вещь: настоящий ценник, видимо где-то середины 90-х:

Да, да, контроллер тогда стоил 75 тысяч рублей )) И обратная сторона ценника порадовала не меньше – выяснилось, что он нарисован на куске перфокарты!!! ;)

Да... В этом есть определенный философский подтекст: ценник на контроллер носителя информации нового поколения нарисован на обрывке носителя информации старого поколения... )

Полезные файлы:

  1. Имя файла: DIZZY_5r_48k.zip (109K)
    MD5: e55b3dd84cba8895ebcce6b4efbe5607

    Игра «DIZZY 5». Русифицированная версия игры,
    адаптированная мной в 1996 году для спекртрума 48k.
    В архиве игра в трех форматах: TAP, HOBETA, SCL.

    Скачать: http://www.cxemateka.ru/v1/DIZZY_5r_48k.zip

  2. Имя файла: wildseyr.zip (68K)
    MD5: 62511c9b12f42794053805e140af3009

    Игра «Сеймур на Диком Западе» (русифицированная мной в 1996 году).
    В архиве игра в формате SCL.

    Скачать: http://www.cxemateka.ru/v1/wildseyr.zip

  3. Имя файла: test48k.bin (2,0K)
    MD5: 4bf68803c17aa614b7fbfa939549eaec
    Контрольная сумма прошивки: 85E7

    Тестовая прошивка 48k (модифицированная версия -
    убрал нудную процедуру заполнения экрана, ненужную проверку ПЗУ).

    Скачать: http://www.cxemateka.ru/v1/test48k.bin

  4. Имя файла: test128k.bin (2,0K)
    MD5: 5247c2d7d5c77d270d98d6c0080493da
    Контрольная сумма прошивки: E413

    Тестовая прошивка 128k.

    Скачать: http://www.cxemateka.ru/v1/test128k.bin

  5. Имя файла: sos48k_only.bin (16K)
    MD5: 4c42a2f075212361c3117015b107ff68
    Контрольная сумма прошивки: 1F64

    Стандартная операционная система
    для «ZX Spectrum» 48k (1982 Sinclair Research Ltd).

    Скачать: http://www.cxemateka.ru/v1/sos48k_only.bin

  6. Имя файла: 27512.bin (64K)
    MD5: 77cec243abe304ba3603b63b88709cae
    Контрольная сумма прошивки: 9135

    Комбинированная прошивка для ПЗУ 27512:

    Банк 0 - Пусто.

    Банк 1 - TR-DOS Version 5.5H Copyright (C) 1993 by Rst7.
    MD5: de4131214186667b9fb4022343d34444
    Контрольная сумма: 3F81

    Банк 2 - SOS 128k (Стандартная ОС для «ZX Spectrum» 128k).
    MD5: 97da465c399ff70b907dfd8291e8f9d3
    Контрольная сумма: 266E

    Банк 3 - SOS 48k (Стандартная ОС для «ZX Spectrum» 48k).
    MD5: 6e09e5d3c4aef166601669feaaadc01c
    Контрольная сумма: 2C86

    Скачать: http://www.cxemateka.ru/v1/27512.bin

Где взять детали для сборки?

Сначала надо заказать печатную плату в любой специализирующейся на этом деле конторе. Набор файлов gerber & excellon для изготовления платы: http://www.cxemateka.ru/v1/Leningrad48k.rar (Источник: http://sblive.narod.ru/).

Всё остальное можно найти в продаже. Если не найдутся отечественные детали, всегда можно найти зарубежные аналоги.

ТТЛ-логика, предпочтительнее 1533 (аналог 74ALS) или 555 (аналог 74LS):
1533ЛН1 (74ALS04) - 2 шт.
1533ТМ2 (74ALS74) - 3 шт.
1533ИЕ7 (74ALS193) - 4 шт.
1533ЛЕ1 (74ALS02) - 1 шт.
1533ЛП5 (74ALS86) - 1 шт.
1533ЛА3 (74ALS00) - 1 шт.
1533ЛИ1 (74ALS08) - 1 шт.
1533ЛЛ1 (74ALS32) - 1 шт.
1533КП11 (74ALS257) - 8 шт.
1533КП13 (74ALS298) - 2 шт.
1533ИР22 (74ALS373) - 1 шт.
1533ИР9 (74ALS165) - 1 шт.
1533ИР16 (74ALS295) - 1 шт.
1533ЛА4 (74ALS10)- 1 шт.

КМОП:
561ИЕ10 (4520) – 1 шт.

Процессор:
Z80 – 1 шт.

Постоянная память:
EPROM 27C64 - 2 шт. или одна EPROM 27C128 (для версии 48k)

Оперативная память:
565РУ5 - 8 шт. или 565РУ7 - 8 шт. (первые выводы РУ7 нужно будет соединить между собой и заземлить /для версии 48k/)

Вместо 565РУ7 можно ставить зарубежные аналоги: 41256/41257 DRAM, MB81256/MB81257 DRAM.

Кроме того, в Спектрум можно ставить динамическую память большего объема и соотв. потребуется меньшее кол-во микросхем. Как это делается, расскажу в следующем материале.

Узел чтения с магнитофона рекомендуется собирать по приведенной выше схеме на К554СА3 (зарубежный аналог IL311ANM).



Полезный пост + 12 | Бесполезный пост - 0
пятница, 9 декабря 12:41:30 2016    
Константин Айги (CXEMATEKA.RU)
Автор: Ольга Король
Фото у тебя Супер! )

Очень интересное видео! Мне понравилось как ты делаешь и рассказываешь ) Круто! ;) МолодчАга! ;)

Полезный комментарий + 2 | Бесполезный комментарий - 0
понедельник, 2 января 21:31:09 2017 | ссылка на пост    

<<<< 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 >>>>

Автор: Зодчий Алекс
Друзья, приветствую вас! Возможно, что кому-то будет полезен мой личный опыт по доведению до ума
ZX Spectrum 48K Ленинград-1.

1. Первое, что было сделано – это установка доп. резистора 1кОм c +5В на 6 выв. Z80.
Это повысило уровень сигнала RAS до уровня, при котором стали запускаться все Z80.
До этого запускались далеко не все!

2. К выходам RGB были подключены доп. переменные, многооборотные резисторы порядка нескольких кОм
Одни их крайние точки присоединянись к корпусу (–5В), другие крайние к выходам RGB на плате,
а с их движков сигналы подавались на разъём, к которому подключался кабель, идущий к телевизору.
Это позволило очень точно выставить соотношение цветов, для получения чисто белого цвета на экране.

3. Чёрную мерцающую полосу по всей высоте правого края рабочего поля удалось
устранить установкой доп. конденсатора 240 пФ между корпусом и выв. 10
микросхемы D31 (КП13). Сигнал BORDER.

4. Прорисовка правого края окружностей восстановилась установкой доп. RC цепочки к выв.1 D33 (ИР9).

5. При загрузке игр с кассеты очень часто происходил их сброс. На входе стояли микросхемы К140УД6
и К521СА3А. УД6 была заменена на К140УД12. После этого сбросы при загрузке игр стали весьма редки.

6. Уже запущенные игры очень часто самопроизвольно сбрасывались. Стояли две микросхемы ПЗУ 2764.
И, как выяснилось, они были схемно неправильно подключены. После несложных изменений в схеме их включения игры перестали сбрасываться!

7. С этими доработками Spectrum проработал долгие годы, выдавая отличную картинку на телевизоре Sony. Но, новый Panasonic показывать корректно никак не хотел. Строки съезжали и дёргались. Тут мне попался этот сайт с доработками. Укоротил строчный синхроимпульс и сделал привязку к уровню чёрного по приведённой здесь Константином схеме на трёх микросхемах (ЛА1, ЛИ1, ТМ2). Сделал как и он – всего на двух (ЛА4 и ТМ2). Огромное ему спасибо за такую наводку! Картинка на экране стала стабильной.
Только слегка подёргивалась надпись, появляющаяся при включении или после сброса.
Её удалось стабилизировать уменьшением сигнала SYNC ещё одним переменным резистором.

8. Микросхема D36 (КР1533КП11А) была заменена на КР1533КП16.
Это позволило корректно выводить на экран изображения с повышенной яркостью.

9. Рабочее поле на экране было намного смещено влево. Кварц 14 мГц. По приведённой здесь методе
изменил коэффициент пересчёта счётчика D4 (ИЕ7) с 2 на 4. Картинка сдвинулась вправо, но всё-равно левее центра. Лучшие результаты были получены при установке числа 5 на этом счётчике. Картинка стала слегка правее центра, но это смещение оказалось меньшим, чем смещение влево при установке числа 4.
Друзья, вот посмотрите как после всех этих доработок теперь показывает мой Spectrum:
https://youtu.be/PqQpxXFQjUg. Кого заинтересовали изменения в схеме подключения ПЗУ
спрашивайте здесь и в комментариях под видео. Всё подробно распишу. Всем удачи!

Полезный комментарий + 1 | Бесполезный комментарий - 0
воскресенье, 3 октября 00:35:14 2021 | ссылка на пост    
Автор: Demo_Resident E-mail: alternatet@yandex.ru
Вопрос по схеме SCART. У разъема, который купил я, ног всего 20... Куда паять землю? Заранее спасибо
Полезный комментарий + 0 | Бесполезный комментарий - 0
воскресенье, 17 октября 08:47:44 2021 | ссылка на пост    
Автор: lz1tka E-mail: nikolai_tkachuk@abv.bg
Есть некоторые сбои в работе после доработок.
В принципе все работает на двух линейках Ру5.
https://www.sandacite.com/forum/index.php?topic=14964.30

Полезный комментарий + 1 | Бесполезный комментарий - 0
среда, 20 октября 02:17:42 2021 | ссылка на пост    
Автор: Константин Айги (CXEMATEKA.RU)
Demo_Resident, все земляные выводы скарта, как правило, соединены между собой со стороны телевизора, соотв. можно использовать любой из этих выводов: 4, 5, 9, 13, 14, 17, 18, 21. Для верности можно и прозвонить их, предварительно выключив телик из розетки.

lz1tka, судя по всему, на плате установлен процессор Mostek. Нужно убедиться, что установленный чип поддерживает частоту 3,5 МГц:
https://www.cpu-world.com/CPUs/Z80/MANUF-Mostek.html

Ну и причиной проблем может быть и блок питания. БП должен выдавать достаточную мощность и желательно, чтобы на всех участках платы напряжение было не ниже 5.0 вольт.

Полезный комментарий + 0 | Бесполезный комментарий - 0
среда, 20 октября 12:44:20 2021 | ссылка на пост    
Константин Айги (CXEMATEKA.RU)
Сообщений: 201
Автор: lz1tka
Зодчий Алекс, Спасибо!
" 1. Первое, что было сделано – это установка доп. резистора 1кОм c +5В на 6 выв. Z80."

Сбой пропал, завелся даже mostek на 2,5 мггц.

Константин Айги, спасибо за ответ!

Полезный комментарий + 0 | Бесполезный комментарий - 0
четверг, 21 октября 17:30:50 2021 | ссылка на пост    
Автор: Eugene
Добрый день. Подскажите по схеме расширения Ленинграда-1 до 256 кБ

https://hsto.org/webt/bp/oh/wi/bpohwivj_i1rpkid_ufynzewxwm.png

По схеме не понятно как соединить выводы 10,11,12,13 у КП12 (DD6). Их надо между собой соединить и к 15DD2? или только вывод 10DD6 соединить с 15DD2?

Полезный комментарий + 0 | Бесполезный комментарий - 0
среда, 3 ноября 11:26:42 2021 | ссылка на пост    
Сообщений: 3
Автор: Константин Айги (CXEMATEKA.RU)
Eugene, очевидно тут входы мультиплексора 10,11,12,13 соединяются между собой и заводятся на вывод 15 DD2.
Полезный комментарий + 0 | Бесполезный комментарий - 0
среда, 3 ноября 17:39:20 2021 | ссылка на пост    
Константин Айги (CXEMATEKA.RU)
Сообщений: 201
Автор: Eugene
Константин, спасибо за ответ!
Плату расширения на 256 кБ развел так:

https://disk.yandex.ru/i/HxQ7uHn6eIJzVA

Там же разместил доработки Ленинграда для правильной работы схемы расширения.

Полезный комментарий + 1 | Бесполезный комментарий - 0
четверг, 4 ноября 14:18:39 2021 | ссылка на пост    
Сообщений: 3
Автор: Eugene
Информация для тех кто будет делать модернизацию Ленинграда-1 по схеме расширения ОЗУ до 256кБ:
https://hsto.org/webt/bp/oh/wi/bpohwivj_i1rpkid_ufynzewxwm.png
сигнал А1 (на вход DD1.5) не требует инверсии.

Полезный комментарий + 1 | Бесполезный комментарий - 0
воскресенье, 7 ноября 08:48:30 2021 | ссылка на пост    
Сообщений: 3
Автор: Serj
Приветствую, друзья!

Подскажите пожалуйста, в какую сторону копать. Ленинград 1 выдает такую картинку https://i116.fastpic.org/big/2021/1117/51/fbb1e39e5399aa86007d17a7d56de051.jpg

P.S. Константин, огромное спасибо за отличный сайт с такой полезной информацией!

Полезный комментарий + 0 | Бесполезный комментарий - 0
среда, 17 ноября 22:41:00 2021 | ссылка на пост    
Сообщений: 3
Автор: Константин Айги (CXEMATEKA.RU)
Serj, похоже, что-то подмешивается к синему каналу при отображении пикселя (INK). Надо проверить, нет ли замыкания с чем-то посторонним на выходе D30-15, входе D36-3.
Полезный комментарий + 0 | Бесполезный комментарий - 0
четверг, 18 ноября 07:41:02 2021 | ссылка на пост    
Константин Айги (CXEMATEKA.RU)
Сообщений: 201
Автор: Serj
Константин, спасибо огромное за совет! Заменил КП11 на КП16 все стало с цветом нормально. Но такое впечатление, что не прорисованы все пиксели букв. Когда курсор с заливкой все нормально, а строки выглядят так как будто вертикальные белые полосы.
Полезный комментарий + 0 | Бесполезный комментарий - 0
суббота, 20 ноября 22:24:15 2021 | ссылка на пост    
Сообщений: 3
Автор: NOP
ТТЛ-логика, предпочтительнее 1533 (аналог 74ALS) или 555 (аналог 74LS)
>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>

Подскажите, логику серий 555/1533 серий можно комбинировать при сборке Ленинградов 1 и 2? Или нужно только на одной какой-либо серии?

Полезный комментарий + 0 | Бесполезный комментарий - 0
воскресенье, 21 ноября 00:13:36 2021 | ссылка на пост    
Автор: Serj
Все решилось, совсем забыл про схему сопряжение со SCART. Собрал, все стало норм. А так были тонкие буквы с непрорисованными пикселями.
Полезный комментарий + 1 | Бесполезный комментарий - 0
понедельник, 22 ноября 22:09:48 2021 | ссылка на пост    
Сообщений: 3
Автор: Константин Айги (CXEMATEKA.RU)
NOP, да, логику 555,1533 комбинировать можно. И, кстати, даже со 155-й серией. Но стоит помнить, что у серии 1533 значительно ниже энергопотребление, чем у предыдущих серий ТТЛ. Поэтому, для стабильной работы устройства со смешанной логикой, рекомендуется использовать БП помощнее. И не стоит жалеть блокировочных конденсаторов при сборке.
Полезный комментарий + 0 | Бесполезный комментарий - 0
вторник, 23 ноября 08:15:52 2021 | ссылка на пост    
Константин Айги (CXEMATEKA.RU)
Сообщений: 201

<<<< 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 >>>>

Огласите весь список, пожалуйста!

Просмотров страницы: 713,114

Имя:
E-mail (можно не указывать):
Сообщение:
Чтобы оставлять сообщения на нашем сайте регистрироваться необязательно, однако регистрация дает ряд преимуществ: возможность вступать в личную переписку с другими пользователями системы, добавлять фотографии/картинки в свой профиль, публиковать сообщения на своей собственной персональной страничке и д.р.

Программирование, оформление: Константин Айги
©2016 CXEMATEKA.RU